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Aperçu - Nouvelles - Guide de anodisation en aluminium de conception et d'application

Guide de anodisation en aluminium de conception et d'application

August 9, 2022

L'anodisation est l'une des options de préparation de surface les plus communes pour l'aluminium de commande numérique par ordinateur. Elle occupe une grande proportion dans la part de marché des pièces anodisées. Ce processus est très approprié aux pièces en aluminium faites par de divers processus de fabrication, tels que la commande numérique par ordinateur usinant, formation de bâti et de plat.


Cet article vous guidera aux considérations de conception de l'anodisation.
Introduction à l'oxydation anodique
L'oxydation anodique est le processus de convertir la surface métallique en couche d'oxyde par le processus électrolytique. Par ce processus, l'épaisseur de cette couche naturelle d'oxyde est augmentée pour améliorer la longévité des pièces, de l'adhérence de peinture, de l'aspect composant et de la résistance à la corrosion. La figure suivante montre quelques pièces qui ont été anodisées et puis teintes dans différentes couleurs.
Le processus emploie un bain acide et l'actuel pour former une couche d'anode sur le métal non précieux. En bref, il est de créer une couche commandée et durable d'oxyde sur le composant, au lieu de compter sur la couche mince d'oxyde constituée par le matériel lui-même. Il est semblable au bleutrage, au phosphatage, à la passivation et à d'autres préparations de surface des aciers utilisés pour le durcissement de résistance à la corrosion et de surface.

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Type d'anodisation
En ce document, l'oxydation anodique est divisée en trois catégories et deux catégories. Les trois types sont comme suit :
Type I :
Type I et IB – anodisation acide chromique
Type IC – anodisation acide non chromique au lieu du type I et IB
Type II :
Type II - revêtement conventionnel dans le bain acide sulfurique
Type IIB - non solutions de rechange de chromate pour dactylographier des revêtements moi et d'IB


Catégorie III :
Type III - anodisation dure
Il y a des raisons spécifiques de chaque type d'anodisation. Certaines de ces raisons sont :
1. type moi, IB et II sont employés pour la résistance à la corrosion et un certain degré de résistance à l'usure. Pour des applications critiques de fatigue, le type I et le type Ib sont employés parce qu'ils sont les revêtements minces. Un exemple est les composants structurels fortement fatigués des avions.
2. Quand moi et IB avons besoin non des solutions de rechange de chromate, le type IC et IIB sera employé. C'est habituellement le résultat des règlements ou des conditions environnementaux.
3. le type III est principalement employé pour augmenter la résistance à l'usure et la résistance à l'usure. C'est un revêtement plus épais, ainsi il sera supérieur à d'autres types d'usage. Mais le revêtement peut réduire la résistance à la fatigue. Le type III anodisant est utilisé généralement pour des pièces d'arme à feu, vitesses, valves et beaucoup l'autre relativement glissement des pièces.
Comparé à l'aluminium nu, tous les types d'adhésifs contribuent à l'adhérence de la peinture et d'autres adhésifs. En plus du processus de anodisation, quelques pièces peuvent devoir être teintes, scellées ou traitées avec d'autres matériaux, tels que les lubrifiants secs de film. Si une pièce doit être teinte, on le considère la classe 2, alors qu'une partie non souillée est classe.


Considérations de conception
Jusqu'ici, vous avez pu avoir été incité à considérer quelques facteurs clé en concevant les pièces anodisées. Celles-ci facilement (et souvent) sont données sur dans le monde de conception.

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1. Taille
Le premier facteur que nous devons considérer est les changements dimensionnels liés aux composants anodisés. Sur les dessins, l'ingénieur ou le concepteur peut spécifier pour appliquer la taille après traitement pour compenser ce changement, mais pour le prototypage rapide, nous prenons rarement des dessins, particulièrement si nous employons le service de rotation rapide qui se fonde sur les modèles solides.
Quand des pièces sont anodisées, la surface « se développera ». Quand je dis la « croissance », je veux dire que le diamètre extérieur deviendra plus grand et le trou deviendra plus petit. C'est parce que la couche d'anode se développe centripète et extérieure de la surface de la pièce quand l'oxyde d'aluminium est formé.
Il peut estimer que l'augmentation de taille est environ 50% de toute l'épaisseur de la couche d'anode. Les détails suivants de table la gamme d'épaisseur de différents types de revêtements selon Mil-A-8625.


Ces épaisseurs peuvent varier selon l'alliage et l'à régulation de processus spécifiques utilisés. L'armature peut être exigée si le concepteur est concerné par commander la croissance des caractéristiques à haute précision. Dans certains cas, comme un type plus épais revêtement d'III, les pièces peuvent être enroulées ou polies à la taille finale, mais ceci augmentera le coût.
Une autre considération dimensionnelle est le rayon des bords et des coins intérieurs parce que l'enduit anodique ne peut pas être formé sur les coins pointus. Cela vaut particulièrement pour le type revêtements d'III, où les rayons faisants le coin suivants pour un type indiqué épaisseur d'III sont recommandés selon Mil-A-8625 :
Pour des revêtements de diluant, la fracture de bord de l'ordre de 0.01-0.02 est suffisante, mais il vaut mieux de consulter l'ingénieur des méthodes du speedup pour vérifier ceci.


2. Résistance à l'usure
Vu l'augmentation de la dureté de la couche d'anode, nous savons que les augmentations extérieures de dureté. La dureté du revêtement réellement spécifique n'est pas due typique à l'interaction entre le métal non précieux plus mou et la couche dure d'anode. Mil-A-8625 spécifie des essais de résistance à l'usure pour relever ces défis.
Comme cadre de référence, la dureté de la matière première 2024 en aluminium est de l'ordre de 60-70 Rockwell B, où la dureté du type III anodisant est 60-70 Rockwell C. La figure suivante montre un de ma commande numérique par ordinateur maintenant des brides, qui a été anodisée et rouge teint.
Bien qu'il ait été difficile appliquer bois dur, machinant des plastiques et métaux non de ferrite dans l'environnement élevé de vibration, la surface a à peine porté.

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3. Coloration avec le colorant
Comme décrit ci-dessus, le film anodisé peut être souillé. Ceci peut être fait pour des raisons diverses, comme l'esthétique, la réduction de lumière égarée du système optique, et le contraste de partie/identification dans l'assemblée.
Quand il s'agit d'anodisation, quelques défis à discuter avec vos fournisseurs sont :
Colorimétrique : il est difficile d'obtenir colorimétrique vrai avec les pièces anodisées, particulièrement si elles ne sont pas traitées dans le même groupe. Si un ensemble se compose de plusieurs parties anodisées de la même couleur, un dispositif de contrôle spécial est exigé.
Effacement : le film anodisé exposé à UV ou à la haute température peut se faner. Les colorants organiques sont plus affectés que les colorants inorganiques, mais beaucoup de couleurs ont besoin de colorants organiques.
Réactivité de colorant : non tous les types et revêtements de anodisation peuvent employer des colorants bien. Le type I anodisant sera difficile de réaliser le noir vrai parce que le revêtement est très mince. Généralement bien que des colorants noirs soient employés, les pièces sembleront toujours grises, ainsi les colorants de couleur peuvent ne pas être pratiques sans traitement spécial. Quand l'épaisseur de revêtement est haute, le type revêtement dur d'III peut également sembler gris-foncé ou noir sur quelques alliages, et la sélection des couleurs sera limitée. Un certain type revêtements de diluant d'III peut accepter des couleurs multiples, mais si l'esthétique est la force d'entraînement principale, le type revêtements d'II sont le meilleur choix pour des options de couleur.
Ce ne sont pas complets, mais elles te donneront un bon début quand faisant les pièces exigées pour la première fois.


4. Conductivité
La couche d'anode est un bon isolateur, bien que le métal non précieux ait la conductivité. Par conséquent, si les châssis ou les composants doivent être fondus, il peut être nécessaire d'appliquer une passivation chimique transparente et de couvrir quelques domaines.
Une méthode commune pour déterminer si des pièces en aluminium ont été anodisées est d'employer un multimètre numérique pour examiner la conductivité extérieure. Si les pièces ne sont pas anodisées, elles peuvent être conductrices et avoir la basse résistance même.
5. revêtement composé
La partie anodisée peut également être soumise au traitement secondaire pour enduire ou traiter la surface anodisée pour améliorer la représentation. Quelques additifs communs pour les enduits anodiques sont :
Peinture : l'enduit anodique peut être peint pour obtenir une couleur spécifique que le colorant ne peut pas réaliser, ou pour améliorer plus loin la résistance à la corrosion.
Imprégnation de téflon : le type revêtement dur d'III peut être imbibé par le téflon pour réduire le coefficient de frottement d'anodisation nue. Ceci peut être fait dans la cavité de moule aussi bien que dans les pièces de glissement/contact.


Il y a d'autres processus qui peuvent être employés pour changer la représentation du revêtement d'anode, mais ils sont moins communs et peuvent exiger les fournisseurs spécialisés.
Précautions principales :
1. Le revêtement épais d'anode peut réduire la résistance à la fatigue des composants, particulièrement quand ils emploient le type processus d'III.
2. changements géométriques de toute partie à être le besoin anodisé d'être considéré. C'est critique pour le type II et III des processus, mais ne peut être exigé pour un certain type que je traite.
3. Quand le traitement des groupes multiples, colorimétriques peut être très difficile. Quand la coopération avec différents fournisseurs, colorimétriques peut être très difficile.
4. Pour à protection contre la corrosion appropriée, il peut être nécessaire de sceller les trous de la couche d'anode.
5. Quand l'épaisseur approche et dépasse 0,003 pouces, la résistance à l'usure du type manteau dur d'III peut diminuer.
Les différents alliages peuvent répondre au processus d'oxydation anodique dans différentes manières. Par exemple, comparé à d'autres alliages, alliages avec le contenu de cuivre plus de 2% ou plus haut de généralement pour avoir la résistance à l'usure pauvre une fois soumis aux essais de spécifications de mil pour des revêtements de la classe III. En d'autres termes, le type revêtement dur d'III sur les 2000 séries en aluminium et environ 7000 séries d'aluminium ne sera pas aussi résistant à l'usure que le revêtement 6061 dur.